甘薯耐鹽性及紫薯特性研究進(jìn)展

洪立洲等

摘要 概括了近年來(lái)甘薯在耐鹽特性以及紫心甘薯的特性及利用等方面的最新研究進(jìn)展，并以順應(yīng)沿海開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向，展望了耐鹽甘薯利用研究的方向和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：甘薯；鹽土農(nóng)業(yè)；利用

中圖分類號(hào)：S636 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）08-020-02

甘薯富含淀粉、糖類物質(zhì)、礦物質(zhì)、生物活性物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分，尤其是含有豐富的膳食纖維素，是理想的保健副食品[1-2]。近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，對(duì)甘薯的需求量也日益增大。

江蘇灘涂面積約有65.3萬(wàn)hm2。灘涂資源的利用是緩解人口增長(zhǎng)與糧食短缺矛盾的重要決策之一。鹽土農(nóng)業(yè)技術(shù)就是在未圍墾海涂或雖已圍墾但由于土壤鹽分較高、常規(guī)農(nóng)作物不能正常生長(zhǎng)的重鹽土上，直接種植耐鹽植物，從而提高開(kāi)發(fā)效益的一種新型灘涂開(kāi)發(fā)利用技術(shù)[3]。近幾年來(lái)，甘薯研究者順應(yīng)科技與時(shí)代的發(fā)展要求，加大了甘薯耐鹽方面的研究力度和深度，且有了新的研究成果。筆者綜述了甘薯資源分布、耐鹽特性以及紫心甘薯特性研究等基礎(chǔ)理論，以順應(yīng)沿海大開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向，以甘薯高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)為主要發(fā)展目標(biāo)，展望了甘薯耐鹽研究的方向和發(fā)展趨勢(shì)。

1 甘薯的資源品種分布

甘薯在我國(guó)南北方都有種植分布，且由于我國(guó)南北方氣候差異較大，因此，北方薯區(qū)和南方薯區(qū)在甘薯利用與種植方面也有不同。北方薯區(qū)是我國(guó)最重要的甘薯種植區(qū)，含北方春薯區(qū)和北方春夏薯區(qū)，主要包括江蘇、安徽的北部、河南、山東、河北、山西、陜西以及北方各省（區(qū)），種植面積約為250萬(wàn)hm2，占全國(guó)甘薯種植面積的45%左右。該區(qū)域甘薯的利用主要為加工淀粉、鮮食和飼料；南方薯區(qū)含南方夏秋薯區(qū)和南方秋冬薯區(qū)，包括廣東、廣西、福建、海南、江西、云南南部及臺(tái)灣大部，面積約為120萬(wàn)hm2，占全國(guó)種植面積的20%左右，因?yàn)樵搮^(qū)域氣溫高，無(wú)霜期長(zhǎng)，多為夏秋薯，部分地區(qū)為冬薯。用途主要為食品加工、鮮食、用于葉菜[4]。

2 甘薯的耐鹽特性研究

2.1 甘薯耐鹽品種鑒定 20世紀(jì)90年代，郭小丁等已經(jīng)在江蘇省贛榆縣濱海新墾鹽漬地上進(jìn)行甘薯耐鹽性鑒定，采用耐鹽指數(shù)和模糊評(píng)判法對(duì)濱海鹽漬地（土壤含鹽量0.5%）上種植的50個(gè)甘薯品種進(jìn)行了耐鹽性評(píng)價(jià)，以產(chǎn)量為評(píng)價(jià)依據(jù)，篩選出14個(gè)耐鹽性強(qiáng)的品種。且研究發(fā)現(xiàn)，在鹽漬地上種植耐鹽品種，栽植4.50萬(wàn)～5.25萬(wàn)株/hm2，單株平均產(chǎn)量可在 0.5 kg以上[5-6]。 隨著科技的進(jìn)步，全國(guó)各個(gè)地區(qū)對(duì)該區(qū)域的甘薯品種進(jìn)行耐鹽鑒定，且取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。在江蘇和山東，研究者篩選出“泰中9號(hào)”、“蘇薯7號(hào)”、“龍薯1號(hào)”、“徐薯18”等耐鹽堿甘薯品種，且濟(jì)薯（濟(jì)徐）品種的耐鹽性高于徐薯品種。另外，甘薯收獲后，土壤中的含鹽量顯著降低，對(duì)鹽堿地生態(tài)環(huán)境的修復(fù)起到重要作用[7-8]；在廣東，李育軍等篩選出白皮新來(lái)妹、大垌紅、雞而仔、吊絲紅和廣薯88-70 5個(gè)高耐鹽品種[9]。綜合看來(lái)，根據(jù)耐鹽品種的耐鹽指數(shù)和薯塊產(chǎn)量表現(xiàn)，認(rèn)為大白苕、紅砂薯、內(nèi)紅3號(hào)、陜薯1號(hào)和魯薯1號(hào)5個(gè)品種可作為耐鹽性鑒定試驗(yàn)的對(duì)照品種[10]。

2.2 甘薯耐鹽機(jī)理研究 植物生長(zhǎng)抑制是其對(duì)鹽漬響應(yīng)最敏感的生理過(guò)程，鹽離子濃度使環(huán)境滲透勢(shì)降低形成對(duì)細(xì)胞的滲透脅迫，從而使植物細(xì)胞膜系統(tǒng)是鹽害的最初部位。甘薯在NaCl脅迫下，植株和葉面積生長(zhǎng)受到抑制，當(dāng)NaCl脅迫濃度提高到170 mmol/L時(shí)，不耐鹽品種株高抑制率達(dá)35.05%，但耐鹽品種徐薯18則表現(xiàn)差異不顯著。且徐薯18的葉片質(zhì)膜透性、MDA含量、O-2產(chǎn)生速率在NaCl脅迫下都略有增加，但增加幅度小于不耐鹽品種[11-12]。

2.3 外源物質(zhì)對(duì)甘薯耐鹽性的影響 有關(guān)外源Ca2+處理對(duì)鹽脅迫效應(yīng)的緩解已有較多報(bào)道。植株在鹽脅迫時(shí)，外施Ca2+后，丙二醛（MDA）含量和相對(duì)電導(dǎo)均有不同程度降低，說(shuō)明補(bǔ)充的Ca2+可抑制Na+吸收，維持植物細(xì)胞膜完整性和穩(wěn)定性。當(dāng)Ca2+濃度和分布在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)變化時(shí)，會(huì)在植物對(duì)外界調(diào)節(jié)適應(yīng)中起著積極作用[13]。劉偉等[14]研究發(fā)現(xiàn)，甘薯在鹽脅迫下，外源Ca2+處理可使甘薯葉片多胺含量高于非鈣處理。其原因是外源Ca2+處理通過(guò)啟動(dòng)Ca·CaM系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)多胺的合成，也可能與Ca2+抑制乙烯合成有關(guān)[15]。而多胺累積的增加有利于膜和生物大分子的穩(wěn)定，且具有滲透調(diào)節(jié)作用，外源Ca2+處理通過(guò)提高多胺含量達(dá)到提高甘薯耐鹽性的目的。

另外，據(jù)趙永強(qiáng)等[16]報(bào)道，水楊酸（SA）和苯并噻二唑（BTH）提前誘導(dǎo)處理可以提高甘薯在鹽脅迫下的根系活力，從而有效地緩解鹽脅迫對(duì)薯苗的影響。

2.4 甘薯耐鹽基因研究 臧寧等[17]將從擬南芥中克隆的SOS基因?qū)敫适碓耘嗥贩N徐薯18和栗子香中，獲得了具有一定耐鹽性的轉(zhuǎn)基因植株。袁莉[18]通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將LOS5基因轉(zhuǎn)入甘薯品種栗子香中，提高了轉(zhuǎn)基因植株對(duì)田間鹽脅迫的抵抗能力。王欣等[19]將Cu/Zn SOD和APX基因轉(zhuǎn)入甘薯，通過(guò)增強(qiáng)NaCl脅迫下甘薯清除活性氧的能力，提高了甘薯的耐鹽性。

3 紫心甘薯

3.1 紫心甘薯活性物質(zhì)研究 在甘薯類型中，紫心甘薯富含大量的花青素和硒等，而這些物質(zhì)具有抗氧化、抗癌等保健功能，因此紫心甘薯越來(lái)越受到人們的重視[20-21]。20世紀(jì)，人們已經(jīng)研究出花青素的提取純化方法主要有溶劑萃取法、膜分離精制、重結(jié)晶法以及樹(shù)脂法。而近些年來(lái)，人們已經(jīng)把花青素用作飲料和食物原料制作休閑食品等。吳駿等[22]研制出一種含花青素的飲料，其最佳配方為200 ml飲料中含紫甘薯提取物5.00 g、苯甲酸鈉3.50 mg、木糖醇6.00 g、檸檬酸0.20 g。原花青素的含量2.2 mg/ml。該飲料口感良好，酸甜適中，具有很好的市場(chǎng)前景。

隨著對(duì)花青素的進(jìn)一步研究，花色苷逐步被人們認(rèn)識(shí)，它是花青素（配體）與糖相結(jié)合形成的配糖體，有清除自由基、抗氧化、抗突變、護(hù)肝臟、預(yù)防心血管疾病等功效[23]。通過(guò)對(duì)耐鹽紫甘薯Z103的提取分析，確定其中含有l(wèi)2種花色苷，主要為被咖啡酸、阿魏酸、對(duì)羥基苯甲酸等芳香酸?；氖杠?chē)菊苷和芍藥苷，且具有較強(qiáng)的抗氧化能力[23-24]。

3.2 紫心甘薯品種選育及栽培技術(shù)研究 全國(guó)各地研究者均已對(duì)紫薯進(jìn)行品種選育及栽培技術(shù)研究。劉偉明等[25]發(fā)現(xiàn)，浙紫薯1號(hào)結(jié)薯早，小薯的粗纖維少，食味好，適宜作為迷你甘薯種植。黔紫薯1號(hào)具有鮮薯產(chǎn)量高、花青素含量高、食味優(yōu)及抗性好等優(yōu)點(diǎn)，在貴州省栽培，應(yīng)注意培育壯苗、適當(dāng)早栽[26]。

江蘇徐州甘薯研究中心近些年系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)出徐紫薯1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)。其中徐紫薯1號(hào)紅皮紫心，熟食薯肉紫色鮮艷，食味好，抗莖線蟲(chóng)病，中抗根腐病，較抗黑斑病，是非常理想的特色甘薯新品種。在此基礎(chǔ)上，徐紫薯2號(hào)于2010年通過(guò)鑒定，是一個(gè)適于食用及加工用的紫肉甘薯品種，適宜在中等肥力以上的田塊種植，其鮮薯產(chǎn)量高，花青苷含量高，商品性好，抗根腐病。徐紫薯3號(hào)為高花青苷高淀粉甘薯品種，是花青苷提取和紫薯淀粉加工的優(yōu)異品種。選取密度為6萬(wàn)株/hm2、鉀肥300 kg/hm2 、栽期為6月7日左右的栽培方法比較適宜[21，27-29]。

4 存在的問(wèn)題及對(duì)策

在沿海灘涂上種植甘薯，培育耐鹽品種，結(jié)合配套栽培措施，擴(kuò)大其種植范圍，不僅可以高效率利用灘涂土地資源，還可以提供更多的食物，增加農(nóng)民收入，獲得經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)三重效益。當(dāng)然，沿海灘涂是一個(gè)非常復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，且人們對(duì)甘薯的沿海灘涂利用研究仍處于起步階段，今后應(yīng)加強(qiáng)以下3個(gè)方面的研究：①進(jìn)一步完善甘薯耐鹽品種繁育、栽培技術(shù)研究；②加強(qiáng)甘薯耐鹽機(jī)理以及耐鹽基因的研究；③加強(qiáng)甘薯產(chǎn)品深加工研究，進(jìn)一步拓展其用途。

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